深入了解JVM调优:解锁Java应用程序性能的秘诀

简介: 深入了解JVM调优:解锁Java应用程序性能的秘诀


🍊 JVM调优

JVM调优情况十分复杂,各种情况都可能导致垃圾回收不能够达到预想的效果。对于场景问题,可以从如下几个大方向进行设计:

🎉 增大Eden 空间大小

大访问压力下,MGC 频繁一些是正常的,只要MGC 延迟不导致停顿时间过长或者引发FGC ,那可以适当的增大Eden 空间大小,降低频繁程度,同时要保证,空间增大对垃圾回收产生的停顿时间增长是可以接受的。

🎉 如果MinorGC 频繁,且容易引发 Full GC

需要从如下几个角度进行分析。

📝 S1 区大小 < MGC 存活的对象大小,对象的年龄才1岁

每次MGC存活的对象的大小,是否能够全部移动到 S1区,如果S1 区大小 < MGC 存活的对象大小,这批对象会直接进入老年代。注意 了,这批对象的年龄才1岁,很有可能再多等1次MGC 就能被回收了,可是却进入了老年代,只能等到Full GC 进行回收,很可怕。这种情况下,应该在系统压测的情况下,实时监控MGC存活的对象大小,并合理调整eden和s 区的大小以及比例。

📝 相同年龄的对象所占总空间大小>s1区空间大小的一半

还有一种情况会导致对象在未达到15岁之前,直接进入老年代,就是S1区的对象,相同年龄的对象所占总空间大小>s1区空间大小的一半,所以为了应对这种情况,对于S区的大小的调整就要考虑:尽量保证峰值状态下,S1区的对象所占空间能够在MGC的过程中,相同对象年龄所占空间不大于S1区空间的一半, 因此对于S1空间大小的调整,也是十分重要的。

📝 解决方案
🔥 调整年龄阈值

可以通过设置 JVM 参数"-XX:MaxTenuringThreshold"来调整年龄阈值。该参数指定对象晋升老年代的最大年龄,通常默认值为15岁。可以逐渐增加该值,以减少老年代中相同年龄对象的数量。

请注意,调整年龄阈值需要根据具体应用程序的情况来确定。如果将年龄阈值设置得太高,可能会导致年轻代中的对象数量过多,从而增加Young GC的频率,进而影响系统性能。

🔥 增加S区的大小

如果S区足够大,那么S1区所占的比例就会更小。这样可以降低相同年龄段对象的总空间大小,从而使其不大于S1区的一半。

🔥 改变对象分配的位置
  • 设置对象的大小阈值。通过调整对象分配的大小阈值,可以让 JVM 将较大的对象分配到老年代中,减少新生代中对象数量,从而减少垃圾回收的频率。可以通过 -XX:PretenureSizeThreshold 参数来设置对象的大小阈值。
  • 调节新生代大小。通过调整新生代的大小,可以增加对象在新生代中的寿命,从而让更多的对象进入老年代,减少在新生代中对象的数量。可以通过调整 -Xmn 参数来设置新生代的大小。
  • 调节垃圾回收器参数。不同的垃圾回收器有不同的参数,可以根据具体的情况调节垃圾回收器的参数,以达到更好的效果。比如使用 G1 垃圾回收器,可以通过调节 -XX:G1HeapRegionSize 参数来控制 region 的大小,从而控制对象在不同 region 中的分配情况。

🎉 大对象创建频繁

由于大对象创建频繁,导致Full GC 频繁。对于大对象,JVM专门有参数进行控制,-XX: PretenureSizeThreshold。超过这个参数值的对象,会直接进入老年代,只能等到full GC 进行回收,所以在系统压测过程中,要重点监测大对象的产生。如果能够优化对象大小,则进行代码层面的优化,优化如:根据业务需求看是否可以将该大对象设置为单例模式下的对象,或者该大对象是否可以进行拆分使用,或者如果大对象确定使用完成后,将该对象赋值为null,方便垃圾回收。

📝 代码层面无法优化

如果代码层面无法优化,则需要考虑:

🔥 调高-XX: PretenureSizeThreshold参数的大小

调高-XX: PretenureSizeThreshold参数的大小,使对象有机会在eden区创建,有机会经历MGC以被回收。但是这个参数的调整要结合MGC过程中Eden区的大小是否能够承载,包括S1区的大小承载问题。

🔥 大对象必须进入老年代

这是最不希望发生的情况, 如果必须要进入老年代,也要尽量保证,该对象确实是长时间使用的对象,放入老年代的总对象创建量不会造成老年代的内存空间迅速长满发生Full GC,在这种情况下,可以通过定时脚本,在业务系统不繁忙情况下,主动触发full gc。

🎉 MGC 与 FGC 停顿时间长

MGC 与 FGC 停顿时间长导致影响用户体验。其实对于停顿时间长的问题无非就两种情况:

📝 gc 真实回收过程时间长

gc 真实回收过程时间长,即real time时间长。这种时间长大部分是因为内存过大导致,从标记到清理的过程中需要对很大的空间进行操作,导致停顿时间长。这种情况,要考虑减少堆内存大 小,包括新生代和老年代,比如之前使用16G的堆内存,可以考虑将16G 内存拆分为4个4G的内存区域,可以单台机器部署JVM逻辑集群,也可以为了降低GC回收时间,进行4节点的分布式部署,这里的分布式部署是为了降低 GC垃圾回收时间。

📝 gc真实回收时间 real time 并不长

gc真实回收时间 real time 并不长,但是user time(用户态执行时间) 和 sys time(核心态执行时间)时间长,导致从客户角度来看,停顿时间过长。这种情况,要考虑线程是否及时达到了安全点,通过-XX:+PrintSafepointStatistics和-XX: PrintSafepointStatisticsCount=1去查看安全点日志,如果有长时间未达到安全点的线程,再通过参数-XX: +SafepointTimeout和-XX:SafepointTimeoutDelay=2000两个参数来找到大于2000ms到达安全点的线程,这里 的2000ms可以根据情况自己设置,然后对代码进行针对的调整。除了安全点问题,也有可能是操作系统本身负载比较高,导致处理速度过慢,线程达到安全点时间长,因此需要同时检测操作系统自身的运行情况。

🎉 内存泄漏导致的MGC和FGC频繁,最终引发oom

纯代码级别导致的MGC和FGC频繁。如果是这种情况,那就只能对代码进行大范围的调整,这种情况就非常多了,而且会很糟糕。如大循环体中的new 对象,未使用合理容器进行对象托管导致对象创建频繁,不合理的数据结构使用等等。 总之,JVM的调优无非就一个目的,在系统可接受的情况下达到一个合理的MGC和FGC的频率以及可接受的回收时间。

🎉 JVM调优步骤

📝 1. 收集数据

使用命令或GUI工具收集JVM内存和处理器使用信息,并生成堆转储快照。

📝 2. 分析数据

使用工具分析收集到的数据,计算GC吞吐量和新生代大小等,分析堆中对象的分布情况,查看是否有内存泄漏等问题。

📝 3. 制定优化方案

根据分析的数据确定具体的优化方案,比如调整内存大小、垃圾回收机制、优化代码等。尝试调整GC算法、分配大对象空间、增加GC并行度等进行GC调优,尝试减少对象的创建、复用对象等进行内存调优。

📝 4. 验证优化效果

使用性能测试工具进行压力测试,验证优化效果是否符合预期。

📝 5. 持续监控

持续监控应用程序,及时发现并解决新问题,进行JVM调优。


相关文章
|
22小时前
|
存储 网络协议 Java
本地MinIO存储服务通过Java程序结合cpolar实现远程连接上传文件
本地MinIO存储服务通过Java程序结合cpolar实现远程连接上传文件
|
1天前
|
Java 编译器 Android开发
构建高效Android应用:探究Kotlin与Java的性能差异
【5月更文挑战第1天】 在移动开发的世界中,性能优化始终是开发者关注的焦点。随着Kotlin的兴起,许多团队和开发者面临着一个选择:是坚持传统的Java语言,还是转向现代化、更加简洁的Kotlin?本文通过深入分析和对比Kotlin与Java在Android应用开发中的性能表现,揭示两者在编译效率、运行速度和内存消耗等方面的差异。我们将探讨如何根据项目需求和团队熟悉度,选择最适合的语言,以确保应用的高性能和流畅体验。
|
1天前
|
安全 Java 程序员
Java并发编程:理解并应用ReentrantLock
【4月更文挑战第30天】 在多线程的世界中,高效且安全地管理共享资源是至关重要的。本文深入探讨了Java中的一种强大同步工具——ReentrantLock。我们将从其设计原理出发,通过实例演示其在解决并发问题中的实际应用,以及如何比传统的synchronized关键字提供更灵活的锁定机制。文章还将讨论在使用ReentrantLock时可能遇到的一些挑战和最佳实践,帮助开发者避免常见陷阱,提高程序性能和稳定性。
|
1天前
|
供应链 Java API
Java 8新特性解析及应用区块链技术在供应链管理中的应用与挑战
【4月更文挑战第30天】本文将深入探讨Java 8的新特性,包括Lambda表达式、Stream API和Optional类等。通过对这些新特性的详细解析和应用实例,帮助读者更好地理解和掌握Java 8的新技术。
|
2天前
|
Java 编译器 Android开发
构建高效Android应用:探究Kotlin与Java的性能差异
【4月更文挑战第30天】在Android开发领域,Kotlin作为一种现代化的编程语言,因其简洁性和功能性受到了开发者的广泛欢迎。尽管与传统的Java相比,Kotlin提供了诸多便利,但关于其性能表现的讨论始终未息。本文将深入分析Kotlin和Java在Android平台上的性能差异,通过实际测试数据揭示两种语言在编译效率、运行速度以及内存占用方面的具体表现,并探讨如何利用Kotlin的优势来提升Android应用的整体性能。
|
2天前
|
SQL 存储 Java
令应用开发效率飙升的 Java 类库
更多地使用 Java 而避免存储过程和复杂 SQL 是当前应用开发的一个潮流,这会在架构上带来优势,但用 Java 实现 SQL 式的运算并不是非常方便,很多任务要从头写起,开发效率其实反而会降低。
|
2天前
|
存储 Java
深入理解Java虚拟机:JVM内存模型
【4月更文挑战第30天】本文将详细解析Java虚拟机(JVM)的内存模型,包括堆、栈、方法区等部分,并探讨它们在Java程序运行过程中的作用。通过对JVM内存模型的深入理解,可以帮助我们更好地编写高效的Java代码,避免内存溢出等问题。
|
2天前
|
Java
JavaFX库用于在Java中绘制K线图,适合构建富客户端应用。
JavaFX库用于在Java中绘制K线图,适合构建富客户端应用。以下是一个简单的K线图绘制示例:创建OHLCChart,设置标题和坐标轴,创建数据集并添加数据点,最后显示在Scene中。要定制图表外观,可利用JavaFX的丰富参数和方法。查阅JavaFX文档以获取更多细节。
13 3
|
3天前
|
Java 索引
Java String应用与开发
Java String应用与开发
10 0
|
3天前
|
Java
Java.Switch case 应用
Java.Switch case 应用
5 0